美國的科學家們最近開始研究一種新型的先進核燃料,據稱該燃料能提升核電廠的運行效率。這種由全球核燃料公司(Global Nuclear Fuel)製造的先進核燃料,已經運送至美國能源部(DOE)的太平洋西北國家實驗室(PNNL)進行檢測,該燃料在商業運行後的交付標誌著一個重要的里程碑。全球核燃料公司是由GE Vernova與日立(Hitachi Ltd)共同成立的合資企業。這些高燒耗燃料棒承諾能在核反應堆中實現更高的效率,同時在使用周期結束時產生更少的廢核燃料。
這些先進核燃料組件在商業反應堆中經過六年的運行後,被運送至PNNL實驗室進行分析。該項目是美國能源部的意外耐受燃料計劃(Accident Tolerant Fuel program)的一部分。燃料棒是在全球核燃料位於北卡羅來納州威明頓的工廠製造的。GNF最初將這八組裝置裝入商業反應堆,並進行了兩次24個月的運行周期。之後,這些裝置重新獲得許可並再次插入反應堆,繼續接受測試。
運送至PNNL的貨物中包含來自GNF2組件的燃料棒。這些組件通過GNF獲得美國核能監管委員會(NRC)批准的許可程序重新指定為高燒耗主用組件,並在反應堆中再加載進行額外的運行周期,以實現超出當前NRC許可限度的運行。PNNL的科學家將分析這些核燃料棒,以確定額外運行周期對燃料及包覆性能的影響。
科學家Craig Ranson表示:「對這些燃料棒的檢查是我們不斷努力開發更高效率、更安全和更可靠燃料的下一步。」來自核能辦公室的意外耐受燃料聯邦項目經理Frank Goldner指出,這種燃料的開發可能有助於支持美國前總統特朗普(Donald Trump)政府的目標,即在2030年前為現有電廠提供五吉瓦的電力提升。PNNL的核能市場部門主任Mark Nutt表示:「我們期待實現這種材料的全部科學潛力,這是PNNL特別擅長的領域,因為我們擁有多學科的優勢。」
高燒耗燃料能夠在燃料中利用更多的可裂變材料,從而延長運行周期並減少反應堆使用壽命內的廢物產生。根據GE Vernova的新聞稿,高燒耗燃料有望改善燃料循環經濟,進一步支持商業核電廠的電力提升。這種先進燃料預計能在反應堆核心中停留更長時間,並以更高的效率運行,這將減少核燃料束的使用,從而有助於核安全,同時也能減少需要長期儲存的廢燃料量。
PNNL的檢查將有助於支持GNF的開發、工程和許可工作,以確保在擴展運行條件下燃料性能的持續安全和可靠。GE Vernova表示,運送至PNNL的燃料設計與其打算在GVH BWRX-300小型模塊反應堆的初始核心設計中使用的設計相同。該公司希望這次檢查能將燃料循環的長度延長至36至48個月。GE Vernova正通過能源部的意外耐受燃料計劃開發多種先進燃料產品,以改善燃料循環經濟。此外,Framatome和Westinghouse也在全美商業反應堆中測試燃料概念,目標是在2030年前實現廣泛應用。




